據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計分析，2022年9月，新能源汽車繼續(xù)保持高速增長，月度產(chǎn)銷再創(chuàng)歷史新高，市場占有率達到27.1%。2022年1-9月，新能源汽車產(chǎn)銷分別達到471.7萬輛和456.7萬輛，同比增長1.2倍和1.1倍，市場占有率達到23.5%。在繁榮的市場背后，除了政策的大力扶持，新能源汽車技術的不斷發(fā)展也是重要的推動力。新能源汽車的核心技術中，除了已經(jīng)被廣泛探討的三電技術外，作為新能源汽車電能傳輸“大動脈”的高壓線束，隨著市場對新能源汽車安全可靠性的日益關注而受到行業(yè)廣泛的重視。

高壓線束在新能源汽車領域中的重要程度日益提升

動力電池作為新能源汽車的核心之一，直接或間接為車輛提供能量；驅動電動機使用動力電池提供的電量來驅動汽車；電控系統(tǒng)主要管理驅動電機的動力輸出。而將這些器件連接起來實現(xiàn)各自功能的，就是安裝在新能源汽車上的各類線束。與傳統(tǒng)汽車中的線束相比，新能源汽車線束不僅包含了傳送電信號和低電壓設備運行所需電能的普通車用線束，高壓線束更是必不可少的重要組成。新能源汽車中的高壓線束承擔著安全可靠地傳輸驅動車輛行駛所需電能的重要使命，對于新能源汽車安全性、可靠性和穩(wěn)定性都具有關鍵且重要的作用。

在新能源汽車中，高壓線束分為：動力電池高壓電纜（連接動力電池和高壓盒）、電機控制器電纜（連接高壓盒和電機控制器）、快充線束（連接快充口和高壓盒）、高壓附件線束（連接高壓盒到DC/DC、空調(diào)等）。

與傳統(tǒng)汽車相比，動力電池高壓電纜、電機控制器電纜、快充線束等是新能源汽車上新增加的高壓線束應用。為滿足新能源汽車的特殊要求，新能源汽車用高壓線束的技術要求更加全面與嚴格，尤其對于高壓大電流模塊用到的高壓線束，因為高功率、車內(nèi)空間和布線設計的要求，需要具有耐大電流、耐高溫、阻燃、高柔性和EMC抗屏蔽性能等特點，以滿足新能源汽車在安全和動力方面的要求。

例如在純電動新能源汽車中，電源電壓一般在300 V以上、電流可以達到500 A，因此需要高壓線束具有更高的耐溫等級，一般在-40 ℃~125 ℃，部分需要達到150 ℃；其次要求高壓線束的允許工作溫升不超過55 K，以確保在大電流工作時，溫度穩(wěn)定在安全范圍之內(nèi)；此外，高壓線束的線徑大，工作電流達到500 A時，單芯導線線徑需要達到135 mm2，而更粗的線束會造成彎曲應力變大，線束安裝時，接插件插拔力也會增大。如果高壓線束材料具有一定的柔性，將有助于抵消彎曲應力，提升線束與接插件連接的可靠性；同時，為了保證防水與漏電安全，連接器要求的防護等級大于IP67，而且為了防止大電流產(chǎn)生的電磁干擾，高壓線束還有電磁屏蔽要求，一般要求銅絲編織屏蔽的覆蓋密度≥85%，其編織銅線直徑?＞0.1 mm。

需要注意的是，隨著800V系統(tǒng)的日漸普及，高壓線束的技術要求也將進一步提升，對于整車線束布置帶來新的挑戰(zhàn)。首先需要面對的挑戰(zhàn)是高壓線束采用更大截面會帶來布線的困難，一般要求高壓線束的拐彎半徑應大于高壓線束直徑的6倍以上；其次，高壓線束的布置需要考慮電磁兼容性（EMC）、干擾源，高壓連接線束建議遠離易干擾部件及其連接線束，最好可以單獨布置。高壓線束與易干擾部件的連接線束的距離應超過10 cm，同時，將線束布置在金屬車身的凹槽、夾角，或者緊貼金屬車身布置可以有效降低電磁干擾。

綜上所述，隨著新能源汽車高壓線束技術要求的提升，如何控制高壓線束的工作溫升，在滿足載流量條件下盡可能減小線束截面積，這對于高壓線束在新能源汽車中的安全使用和車內(nèi)空間的布置具有重要意義。而為了滿足高壓線束的工作溫升和優(yōu)化線束布置，就不得不考慮高壓線束的材料選擇。

現(xiàn)階段車用高壓線束主要采用銅材料作為導體（參見QC/T1037-2016），包括裸圓銅線和鍍錫軟圓銅線絞合而成。銅材料具有優(yōu)良的導電性能（20 ℃環(huán)境下，銅的電阻為0.0185 Ωmm2/m，鋁的電阻為0.0294 Ωmm2/m）。在大電流情況下，其工作溫升更低，一方面可以減少輸電時發(fā)熱損失，另一方面銅材料優(yōu)良的導熱性能也確保了高壓線束的工作溫度穩(wěn)定在安全范圍之內(nèi)。同時，由于導電性優(yōu)良，在相同載荷下，銅導線的截面積可以更小，這可以有效幫助高壓線束的靈活布置，包括更小的拐彎半徑（高壓線束的拐彎半徑一般需要超過線束直徑的5~6倍以上）；此外，更細的線束可以降低彎曲應力，安裝線束時，接插件插拔力較小，幫助降低安裝維護的難度，提高裝配的穩(wěn)定性和可靠性；而且，更小的截面積可以幫助高壓線束靈活布置于貼合金屬車身的凹槽、夾角，或者緊貼金屬車身布置以有效降低電磁干擾。

除了良好的導電性能，銅材料作為高壓線束導體材料的另一個優(yōu)勢是較好的拉伸強度與彎曲性能。金屬銅具有較好的力學性能，抗拉強度為200-240 MN/M2，伸長率可達50%，其良好的塑性使其易于加工，具有很高的塑性變形能力，可采用壓延、擠壓和拉伸等壓力加工方法制成各種形狀和尺寸的制品，而用銅材料作為導體的高壓線束在使用過程中可以承受車輛行駛過程中發(fā)生的振動與摩擦，具有較高的可靠性和更長的使用壽命。

銅材料還具有較好的化學穩(wěn)定性，抗腐蝕性好，且易于焊接。車輛的運行環(huán)境復雜惡劣，高壓線束和端子接頭不可避免會工作在潮濕、鹽霧等易腐蝕環(huán)境中。而根據(jù)傳統(tǒng)汽車線束的使用經(jīng)驗，在潮濕、高溫和振動的環(huán)境下，如與其他部件發(fā)生摩擦和碰撞，容易出現(xiàn)絕緣體磨損、接頭松動、導線腐蝕等現(xiàn)象，進而導致斷路或短路等故障的發(fā)生。由于高壓線束承載更高的電壓、更大的電流，并在端子和連接器上具有更大的應力，所以安全要求更高，需要導體材料具有更好的化學穩(wěn)定性。高品質的銅材料既能確保端子和連接器長期保持良好的接觸，避免電化學腐蝕的發(fā)生，也能減緩絕緣層老化或受損后，線束導體受腐蝕的影響。而該領域也是其他材料作為高壓線束導體需要進行全面研究驗證的主要難點之一。

高壓線束的發(fā)展——安全性與輕量化的平衡

安全性是高壓線束最重要的指標，高壓線束的安全性設計主要體現(xiàn)在絕緣、耐壓保護、過載、連接器IP等級、等電位均衡性、高壓線束走線布置等方面。從安全性角度考慮，采用更好導電率和導熱性的材料有利于優(yōu)化高壓線束的能效、降低工作溫升；采用具有更佳抗拉強度與可塑性的材料有助于提升高壓線束在生產(chǎn)裝配和車輛運行中面對振動和摩擦情況下的可靠性，且有利于優(yōu)化線束的空間布置；采用化學性能更穩(wěn)定的材料可以防止腐蝕的發(fā)生，確保高壓線束端子與連接器的良好接觸，降低由于接觸不良帶來的安全風險。

輕量化是新能源汽車和傳統(tǒng)汽車都共同關注的方向，而高壓線束是新能源汽車輕量化的重要領域。輕量化有助于提升能效、增加新能源汽車的續(xù)航里程，同時可以適當降低成本。但在考慮輕量化方案時，需要確保系統(tǒng)安全性，且對于全系統(tǒng)風險和全壽命成本進行綜合考慮。首先，任何輕量化的方案不能以增加安全風險為代價，需要在安全范圍內(nèi)進行輕量化。其次，輕量化設計不能僅僅考慮局部的優(yōu)化，而需要綜合考慮整車全系統(tǒng)的輕量化和成本。例如對于高壓線束材料的輕量化，除了要考慮對于線束本身的改變；還需要考慮其對于端子和連接件的影響，對于電磁屏蔽的改變，以及對于未來全車生命周期內(nèi)系統(tǒng)維護與維修的影響。

簡而言之，高壓線束作為新能源汽車的血管與神經(jīng)系統(tǒng)，對于新能源汽車具有牽一發(fā)而動全身的影響作用。高壓線束的安全性是新能源汽車整車安全性的基礎保障，其技術發(fā)展對于新能源汽車整車性能的提升具有重要作用。

審核編輯：郭婷